循环流化床炉膛内是典型的稠密气固两相流动系统,其中炉膛内的气固两相流体动力特性对循环流化床的传热、传质和燃烧性质有着重要的影响。合适的初始床层高度和倾斜布风板结构将对流化床内的燃烧起促进作用,并且减少炉膛内的磨损。目前,对于不同初始床层高度和倾斜布风板结构下流化床内气固运动特性的变化规律研究较少,没有充分认识它们对流化床内气固之间混合过程的影响。本文采用双流体模型对水平布风流化床内的气固运动特性和不同初始床层高度对气固运动特性的影响进行了研究,同时通过可视化实验进行了气泡特征研究,数值模拟结果与实验观测具有良好的一致性,证明了所选模型的正确性。然后对∧形和∨形两种不同形状的倾斜布风板进行数值模拟,通过改变布风板倾斜角度和布风室面积比,研究不同情况下循环流化床内气固两相运动特性的异同,为倾斜布风板循环流化床锅炉的设计提供理论依据。已得到的研究结论如下:①通过对单喷嘴水平布风板流化床的数值模拟和实验研究发现:流化床内存在中心区域固体颗粒浓度较稀,边壁处固体颗粒浓度较浓的“环-核”流动结构以及颗粒在轴向中心处向上运动,边壁处向下沉降的循环流动形式。并且随着初始床层高度的增加:流化床内气泡直径增大,气体泄漏率减小,床层压力梯度基本不变,流动结构的非均匀性增强。②通过对倾斜布风板的数值模拟发现:由于∧形布风板布风方式的特点为,两侧风速高、中心风速低。因此在两侧高速风的作用下,流化床内两侧颗粒快速向上运动到床层顶部破裂,然后中心颗粒向下运动到床层底部并横向扩散填补高速风区颗粒被带走之后的空缺,形成颗粒内循环。而∨形布风板的布风方式为,中心风速高,两侧风速低,颗粒在中心高速风的作用下快速向上运动,布风板两侧颗粒在低速风和重力的联合作用下向下移动,形成中间为流化床,两侧为移动床的复合流化现象。③在相同进口速度条件下,随着布风板倾斜角度的增加,∧形布风板流化床和∨形布风板流化床内气固混合特性得到加强。在改变布风室面积比时,∧形布风板流化床和∨形布风板流化床内的气固两相运动特性呈现不同的变化趋势。随着中间布风区域面积的减少,∧形布风板流化床内气固混合特性增强,而∨形布风板流化床内气固混合特性减弱。